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Small strains in rocks, preceeding the phenomenon of microcracking have been measured under monoaxial and (by indirect methods) biaxial states of stress with gages on samples of three kinds of rocks having distinct behavior: Carrare marble, Sidobre granite, bricks.
The existence of a microcracks initiation is well defined for marble and granite, it disappears for brick which is closed to the concept of a brittle-elastic material.
Beyond the microcracks initation a bulk dilatation superposes to the elastic strain. The microcracks are (as for fractures) oriented perpendicularly to the minor principal stress.
For compression the rate of the dilatation due to the microcracking reaches and goes beyond, in absolute value, the rate of elastic contraction.
For heterogeneous tests locally biaxial the initiation is lowered due to the combining of the components of strains. The appearance of fractures goes with a contraction of the matrix (granite).
Finally, for a material which is already cracked according to a preferential orientation a compression normal to this orientation makes an initation to come out in the closing of cracks (bricks).
Les petites déformations des roches, précédant les phénomènes de fracturation, ont été mesurées sous états de contraintes monoaxiaux et (par méthode indirecte) biaxiaux, à l’aide de jauges sur éprouvettes de trois types de roches à comportement distincts: Marbre de Carrare, Granite du Sidobre, Briques.
L’existence du seuil de microfissuration est confirmé pour le marbre et le granite, il disparaît avec la brique qui se rapproche du concept du matériau élastique — fragile. Après le seuil se superpose, à la déformation élastique, une dilatation volumique. La microfissuration est orientée (comme la fracturation) perpendiculairement à la contrainte principale mineure.
En compression la vitesse de dilatation de microfissuration atteint et dépasse en valeur absolue la vitesse de contraction élastique.
Sous essais hétérogènes localement biaxiaux le seuil est abaissé du fait de la conjugaison des déformations composantes.
L’apparition de fractures s’accompagne, dans la matrice, d’une contraction (Granite).
Enfin pour un matériau initialement fissuré selon une orientation préférentielle, une compression normale à cette orienfation fait apparaître un seuil dans la termeture des fissures (Briques).
Trois types de roches de nature distincte (Marbre de Carrare, Granite du Sidobre, Brique) soumis à des états de contraintes homogènes monoaxiaux (compression et traction), et hétérogènes (compression et traction sur éprouvettes munies d’une cavité cylindrique), ont fait l’objet de mesures, à l’aide de jauges, des petites déformations précédant les phénomènes de fracturation (figure 1).
Sous état homogène de révolution (à l’aide d’éprouvettes cylindriques (figures la et lb) ont été mesurées les déformations principales ε1 et ε2 en fonction de la contrainte monoaxiale σ1 appliquée, croissant linéairement avec le temps. En fonction de ai ont été déterminés, d’une part la déformation volumique θ = ε1 + 2ε2 et, d’autre part, le rapport des déformations principales — ε2/ε1.
Des compressions ou tractions uniformes, effectuées, sur éprouvettes munies d’une cavité cylindrique (figures le et ld) permettent d’étudier localement, de manière indirecte, le comportement de la roche sous états de contraintes biaxiaux (du type compression — traction et bitraction), sous réserve d’une distribution des contraintes répondant à la solution élastique. Cette hypothèse a fait l’objet d’une vérification à posteriori par la comparaison des constantes élastiques obtenues dans les deux types d’essais.
Geringfügige Verformungen von Felsen, die einem Bruch vorausgehen, wurden unter monoachsialen und (indirekterweise) biachsialen Druckzuständen mittels Dehnungsmeßstreifen an Versuchskörpern von drei Felstypen mit verschiedenem Verhalten gemessen: an Marmor (Carrara), Granit (Sidobre) und Ziegelstein.
Ein Grenzwert der Mikrospaltung besteht für den Marmor und den Granit, nicht aber für den Ziegelstein, der sich in seinem Verhalten einem elastischspröden Material nähert. Nach Überschreitung des Grenzwertes überlagert sich an den elastischen Verformungen eine Volumendilatation. Die Mikrospaltung orientiert sich, wie der Druck, normal zur kleineren Hauptspannung.
Unter Druck erreicht und übersteigt der Betrag der Dilatationsgeschwindigkeit der Mikrospaltung den der elastischen Kontraktionsgeschwindigkeit.
Bei den heterogenen Versuchen, die örtliche biachsiale Spannungszustände ergaben, wird der Grenzwert der Mikrospaltung auf Grund des Zusammenwirkens der Verformungenkomponenten erniedrigt.
Das Auftreten eines Bruches ist in der Matrix von einer Kontraktion begleitet (Granit).
Schließlich erheilten wir für ein Material, welches schon in einer bevorzugten Richtung gespalten war — unter Anwendung eines Druckes normal zu dieser Richtung — einen Grenzwert zur Schließung des Spaltes (Ziegelsteine).
